專利名稱：地震火災傳感式預警綜合演示器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于教學演示教具，具體涉及一種傳感器演示教具。 技術背景傳感器是日常生活中常用到的一種元件。在物理教學中，教師為了讓學生直觀地 理解傳感器，需要以貼近生活的方式向學生演示，這需要用到帶有實用特性的傳感式演示 器。常見的傳感器包括熱敏傳感器、光敏傳感器等?，F有的傳感式演示器有以下缺點1.不 能很好地演示震動現象；2.用到鐵氧體元件時，鐵氧體常因受熱不均而斷裂；3.熱敏電阻 在用火焰直接加熱時易被燒壞；4.元器件過于封閉集中，可見度差，不利于學生充分觀察 體驗，且實用感不強。

實用新型內容本實用新型要解決的問題是現有傳感式演示器不利于學生觀察體驗、不能很好地 演示震動傳感現象、鐵氧體受熱不均勻易斷裂、熱敏電阻直接用高溫熱源加熱時易損壞，提 供一種便于學生觀察體驗、鐵氧體受熱不易斷裂、熱敏電阻加熱時不易損壞的地震火災傳 感式預警綜合演示器。本實用新型所述的技術方案是以下述方式實現的一種地震火災傳感式預警綜合演示器，包括震動溫熱雙性傳感裝置RZ和光熱敏 報警裝置，所述震動溫熱雙性傳感裝置包括基座，基座上有固定軸，軸上套有軸套I和軸套 II，軸套I與固定架一端相連，固定架另一端設有柱孔，柱孔內設有立柱，立柱上設有金屬 垂直夾，金屬垂直夾上固定鴨嘴夾和金屬連接片，鴨嘴夾上固定永磁體，金屬連接片上固定 楔形金屬片，楔形金屬片的間隙中懸有金屬鍵，金屬鍵一端通過懸線固定在立柱上，金屬鍵 一端與報警裝置相連，光熱敏報警裝置設置在立柱上；金屬鍵另一端與孔夾鉸接，孔夾內設 有感溫鐵氧體棒，感溫鐵氧體棒外套設有金屬螺旋罩，金屬螺旋罩一端包有耐高溫絕緣皮， 耐高溫絕緣皮固定在孔夾內。上述光熱敏報警裝置包括電源，電源與電鈴、繼電器和熱敏電阻串聯。上述光熱敏報警裝置包括與繼電器串聯的發光二極管。上述熱敏電阻兩端并聯有至少一個光敏電阻。上述熱敏電阻上纏繞有金屬懸線，金屬懸線下端與變徑金屬錐體相連，變徑金屬 錐體錐盤，錐盤通過錐脖與錐身相連，錐身下端與錐尖相連。上述固定架上固定有附件箱。本實用新型以地震、火災這種令人震驚的生活現象及其預警為載體演示傳感器的 性質和應用，貼近生活，實用性強，可以使學生受到科學和生活的雙重熏陶。采用絕緣密繞 金屬螺旋罩對感溫鐵氧體棒間接加熱，使熱流沿螺旋傳導，可同時降低感溫鐵氧體棒的縱 向和橫向溫度梯度，實現較均勻地加熱，從而有效防止“鐵氧體的脆斷現象”。用變徑金屬錐 體對熱敏電阻進行控制性地供熱，可以有效保護熱敏電阻使其免受高溫的傷害。懸絲、錐盤和錐脖用來限制熱流，錐身用來儲蓄熱能，錐尖用于受熱面積的調節。另外，本實用新型可 轉動，可見度好，有利于學生多角度觀察，結構科學、使用便捷、演示效率高。

圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖1中變徑金屬錐體的放大示意圖；圖3是本實用新型的電路原理示意圖。
具體實施方式
本實用新型電路原理圖如圖3所示，本實用新型包括溫熱雙性傳感裝置ZR和光熱 敏報警裝置，所述光熱敏報警裝置包括交流電源E1、電池組E2、電鈴(隊)15、繼電器(J)17， 及與繼電器串聯的發光二極管(LED) 18和熱敏電阻RT，熱敏電阻Rt兩端并聯有溫熱雙性傳 感裝置ZR和光敏電阻Re。所述光敏電阻可以是一個，也可以是相互并聯的光敏電阻Rei和
Rg2 0如圖1 2所示，本實用新型包括震動溫熱雙性傳感裝置ZR和光熱敏報警裝置， 所述震動溫熱雙性傳感裝置包括基座1，基座1上固定軸4，軸4上套有軸套13和軸套112， 軸套13與固定架5 —端相連，固定架5另一端設有柱孔，柱孔內設有立柱6，立柱6上設有 金屬垂直夾13，金屬垂直夾13上固定鴨嘴夾8和金屬連接片14，鴨嘴夾8上固定永磁體7， 金屬連接片14上固定楔形金屬片10，楔形金屬片10的間隙中懸有金屬鍵9，金屬鍵9 一端 通過懸線固定在立柱6上，金屬鍵9 一端與光熱敏報警裝置相連，光熱敏報警裝置設置在立 柱6上；金屬鍵9另一端與孔夾11鉸接，孔夾11內設有感溫鐵氧體棒20，感溫鐵氧體棒20 外套設有金屬螺旋罩12 (銅質)，金屬螺旋罩12 —端包有耐高溫絕緣皮，耐高溫絕緣皮固定 在孔夾11內。所述固定架5上固定有附件箱16。所述熱敏電阻26上纏繞有金屬懸線，金屬懸線下端與變徑金屬錐體相連，變徑金 屬錐體包括錐盤21，錐盤21通過錐脖22與錐身23相連，錐身23下端與錐尖24相連。所述光熱敏報警裝置中，電鈴以外的其他部分都固定在金屬架25(U形)上。震動 溫熱雙性傳感裝置ZR實質上是一個自動化開關，金屬鍵9和楔形金屬片10是它的兩端，金 屬鍵9接交流電源接線柱，楔形金屬片10通過立柱6和連接用金屬導體19實現了與熱敏 電阻26以及光敏電阻28的并聯。當金屬鍵9因震動或跌落而與楔形金屬片10接觸時，金 屬導體19、金屬架25 (U形)、立柱6、金屬連接片14、楔形金屬片10和金屬鍵9之間是導通 的，無論金屬鍵9、楔形金屬片10是否接觸，立柱6、楔形金屬片10、金屬連接片14、金屬架 25、金屬導體19之間總是導通的。本實用新型中用到的電學參數如下交流電壓14 16V(用J1201型學生電源)發光二極管LED 正向額定電壓3V電磁繼電器J 電阻Rl 4 Ω額定電壓8V熱敏電阻Rt Rt 2. 2k Ω (室溫下)光敏電阻Rg =Rg 10、Ω (白天背陰處)[0026]電鈴Dl 電阻R2 4 Ω額定電壓8V電池組E2 電動勢E2 = 3ν。本實用新型使用過程如下1.地震預警的演示a、如圖3所示連好交流電源，使選擇開關置于14v或16v，用不透光的小盒罩住光 敏電阻Re;b、松開軸4與軸套13之間的緊固螺絲，使感溫鐵氧體棒20與永磁體7相吸，然后 接通電源；C、轉動附件箱16使裝置微微震動，金屬鍵9微微碰觸楔形金屬片10，電鈴發出斷 續的響聲，發光二極管18發出斷續的紅光，預示著小地震發生，大地震可能要來；d、當金屬鍵9停止震動時，加大力度使附件箱16及整個裝置震動幅度略微加大， 感溫鐵氧體棒20脫離永磁體7，金屬鍵9落至楔形金屬片10的縫隙狹窄處，電鈴發出連續 的響聲，發光二極管18發出持續的紅光，預示著有稍微大的地震發生，有可能發生更大的 地震。2.火災預警演示方法Ia、如圖3所示連好交流電源，使開關置于14v或16v，用不透光的小盒蓋住光敏電 阻Rg;b、擰緊軸4與軸套13之間的緊固螺絲，使感溫鐵氧體棒20與永磁體7相吸，然后 接通電源；C、將酒精燈放在附件箱16上，用火焰加熱感溫鐵氧體棒20被吸引端(左端)，借 助金屬螺旋罩12將溫度均勻的傳給感溫鐵氧體棒20，感溫鐵氧體棒20受熱后脫離永磁體 7,金屬鍵9落至金屬片10縫隙狹窄處，電鈴發出連續的響聲，發光二極管18發出持續的紅 光，預示著有火災發生。3.火災預警演示方法IIa、如圖3所示連好交流電源，使開關置于14v或16v，用不透光的小盒罩住光敏電 阻，使感溫鐵氧體棒20被永磁體7吸?。籦、接通交流電源；C、用酒精燈或者蠟燭或者火柴對變徑金屬錐體的尖端進行調節性加熱，接著，電 鈴響起，且鈴聲越來越強。變徑金屬錐體受熱面積越大，鈴聲強度越大，且二極管連續發光， 預示著有火災發生。采用變徑金屬錐體對熱敏電阻26加熱，可以防止熱敏電阻26因溫度 過高被燒壞。4.光敏電阻特性演示a、切斷交流電源；b、將歐姆表作為“輔助預警裝置”接到光敏電阻28兩端，選擇X Ik檔并調零；C、用不透光盒子遮蓋住光敏電阻28，讓學生觀察歐姆表指針的位置；再移開不透 光盒子，用220v 40w的白熾燈光照光敏電阻28，學生再觀察歐姆表的指針位置。可以發現 光變強時，歐姆表讀數變?。还庾內鯐r，歐姆表讀數變大。歐姆表讀數的變化可作為判斷火 災是否發生的輔助信號。5.繼電器作用的演示[0047]a、讓傳感器處于斷路狀態即光敏電阻28上無光照、感溫鐵氧體棒20被永磁體7 吸住，且熱敏電阻26不受熱；b、按下繼電器17動片，使靜動片接觸，則發光二極管18亮，反之，當動靜片不接觸 時，二極管18不亮；C、讓金屬鍵9和楔形金屬片10接觸，當接通交流電源時，發光二極管18亮，反之， 發光二極管不亮。證明繼電器17可以把施控電路的電狀態轉化為受控電路的電狀態。另外，變換發光二極管18管腳的孔位，還可以演示發光二極管的單向導電性。本 實用新型可以實現上述五種演示實驗，可使學生認識多種傳感器的性質及其應用，演示中 不必反復調整線路，綜合性比較強，實現了一機多用。
權利要求一種地震火災傳感式預警綜合演示器，包括震動溫熱雙性傳感裝置ZR和光熱敏報警裝置，所述震動溫熱雙性傳感裝置包括基座(1)，基座(1)上有固定軸(4)，軸(4)上套有軸套I(3)和軸套II(2)，其特征在于軸套I(3)與固定架(5)一端相連，固定架(5)另一端設有柱孔，柱孔內設有立柱(6)，立柱(6)上設有金屬垂直夾(13)，金屬垂直夾(13)上固定鴨嘴夾(8)和金屬連接片(14)，鴨嘴夾(8)上固定永磁體(7)，金屬連接片(14)上固定楔形金屬片(10)，楔形金屬片(10)的間隙中懸有金屬鍵(9)，金屬鍵(9)一端通過懸線固定在立柱(6)上，金屬鍵(9)一端與光熱敏報警裝置相連，光熱敏報警裝置設置在立柱(6)上；金屬鍵(9)另一端與孔夾(11)鉸接，孔夾(11)內設有感溫鐵氧體棒(20)，感溫鐵氧體棒(20)外套設有金屬螺旋罩(12)，金屬螺旋罩(12)一端包有耐高溫絕緣皮，耐高溫絕緣皮固定在孔夾(11)內。
2.根據權利要求1所述的地震火災傳感式預警綜合演示器，其特征在于所述光熱敏 報警裝置包括交流電源El和電池組E2，交流電源El與電鈴(15)、繼電器(17)和熱敏電阻 (27)串聯，電鈴(15)設置在立柱(6)上。
3.根據權利要求2所述的地震火災傳感式預警綜合演示器，其特征在于所述光熱敏 報警裝置包括與繼電器(17)串聯的發光二極管(18)。
4.根據權利要求2或3所述的地震火災傳感式預警綜合演示器，其特征在于熱敏電 阻(26)兩端并聯有至少一個光敏電阻(28)。
5.根據權利要求4所述的地震火災傳感式預警綜合演示器，其特征在于所述熱敏電 阻(27)上纏繞有金屬懸線，金屬懸線下端與變徑金屬錐體相連，變徑金屬錐體錐盤(21)， 錐盤(21)通過錐脖(22)與錐身(23)相連，錐身(23)下端與錐尖(24)相連。
6.根據權利要求5所述的地震火災傳感式預警綜合演示器，其特征在于所述固定架 (5)上固定有附件箱(16)。
專利摘要本實用新型公開了一種地震火災傳感式預警綜合演示器，屬于教學演示教具。包括震動溫熱雙性傳感裝置RZ和光熱敏報警裝置，所述RZ包括基座和固定軸，軸上套有軸套I和軸套II，軸套I與固定架一端相連，固定架另一端設有立柱，立柱上設有金屬垂直夾，金屬垂直夾上固定鴨嘴夾和金屬連接片，鴨嘴夾上固定永磁體，金屬連接片上固定楔形金屬片，楔形金屬片的間隙中懸有金屬鍵，金屬鍵一端通過懸線固定在立柱上，金屬鍵一端與報警裝置相連，光熱敏報警裝置設置在立柱上；金屬鍵另一端與孔夾鉸接，孔夾內設有感溫鐵氧體棒，感溫鐵氧體棒外套設有金屬螺旋罩。本實用新型便于學生觀察體驗、鐵氧體受熱不易斷裂、熱敏電阻加熱時不易損壞。
文檔編號G09B23/00GK201622729SQ20102011053
公開日2010年11月3日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者張云階, 張毅卷 申請人:張毅卷